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导致海平面上升的最大未知因素是?

导致海平面上升的最大未知因素是?

  • 分类:海洋科普馆
  • 作者:
  • 来源:原理
  • 发布时间:2022-03-06 11:02
  • 访问量:0

【概要描述】

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      从高空俯视,看看这世界上最大冰原上最大的冰川,它庞大、稳定、透着凌冽极致的白光,似乎几个世纪都没有过什么变化。但在其坚硬的外表下,发生着一个完全不同的故事。位于南极洲东部的托滕冰川(Totten glacier)正从底部开始迅速融化。由于暖洋上升迅速进入冰川,在某些地方水流进入的速度甚至达到每秒22万立方米,使得冰川每年损失会630到800亿吨冷冻淡水。

 

快速流动的托滕冰川还没有像南极洲的许多西部的冰川那样迅速向海洋移动,但由风导致的上升暖洋很可能加速冰川的流动。| 图片来源:C.A. GREENE/UNIVERSITY OF TEXAS INSTITUTE FOR GEOPHYSICS, 2017

这是很值得我们担忧的情况,因为托滕冰川和它的冰架是让这么一个比加洲还大的冰块能维持不断裂的唯一原因。如果所有的冰都在明天全部融化汇入海洋中,那么海平面会上升3到6米,足以淹没现有的很多地区。

 

从某些角度看,我们对此并不应该感到太意外。几十年来,研究人员一直在预测,随着气温升高,地球上的极地冰层储备终将会枯竭。但根据最新的卫星数据、模型和实地调查结果显示,这一切发生的速度比任何人预期的都快。科学家发现,越来越多的证据指向了一个导致南极气候变化加速,却又不那么明显的原因:

 

去年,美国和澳大利亚的研究人员发现,托滕冰川的底部沐浴在足以将其融化的深海峡谷温暖的湍流中。但其中的机制却一直是一个谜,直到2017年11月1日,他们发表的一项研究显示,吹向南极海岸的西风驱动上升流,并导致冰川上的冰流更快

 

 

弄清这其中的不正常,将有助于我们了解海冰界面发生了什么。随着冰川和冰架的融化,寒冷的淡水被置于海洋表面,在更暖、更咸、更致密的水面之上。这不是一个渐进的过渡,而是突然且尖锐的过渡。就像你冰箱里的一瓶已经分层了的沙拉酱一样,在使用之前得使劲晃它让它们重新融合。这条分层线被称为温跃层thermocline),科学家可以准确测量它在水体的位置,当它上升到与冰川相同的高度,融化就开始了。

 

地面风引起在大陆架坡折处的温水的上升,温水从底端开始融化托滕冰层,随后冰川也加速响应这种融化。

| 图片来源:CHAD A. GREENE, UNIVERSITY OF TEXAS INSTITUTE FOR GEOPHYSICS

 

通过将卫星图像与从附近的一个传感器流出的海洋风记录、水温和盐度数据做比较,研究团队能够随时间跟踪温跃层在托滕冰川上的变化。他们发现,当风从西边吹来时,温暖的水流会涌上冰川;当风从东边吹来时,温跃层下沉,融化停止。

 

来自德克萨斯大学的科学家 Chad Greene 是这次研究的第一作者,他说:“在纯粹的科学好奇心驱使下,知道二氧化碳导致海平面上升,不仅是因为能直接加热空气而融化冰川,也因为能通过风移动海洋周围的热流,而从底部开始融化冰川,是件非常令科学工作者着迷的事。但是当然,这个发现带来的是一个厄运。”

 

预计在接下来的100年内,西风会在南极的东部海岸会变得更加强大。美国国家大气研究中心(NCAR)的科学家 Gerald Meehl 解释说,日益加剧的温室气体含量并不仅是提高了空气温度,它们还在转移和加剧南极洲的西风带。他说:“未来的气候预测显示出南半球环状模(SAM)的更为强劲的正位相,这意味着更强的地表西风在更南的地方出现了。这将使这些风更接近南极,并产生一个持续不断的地融化更多的冰,并引发更严重的海平面上升的机制。”

 

这不是一点点冰,而是许多许多的冰。这都源于南极洲独一无二的地形特征。南极大陆上的基岩并不像当你从海岸走向内陆时看到的山那样向上倾斜。相反,它向下倾斜,在某些地方甚至下降到海面以下数公里的地方。进入的海水将迅速往下流,进一步向内陆渗透,从而导致越来越大的冰块以更快的速度流入海洋。

 

今年早些时候,悉尼的新南威尔士大学的海洋学家 Paul Spence 在《自然气候变化》杂志上发表了一篇关于类似上升流模式导致南极洲西部大规模融化的研究,在那里,大部分冰原和冰川的海拔都低于海平面,他说:“这意味着当通过引入温水,在边缘位置将冰融化时,哪怕只是一点点,也能迅速导致一个全面失控的局面。这一切都发生在非常短的时间内。一个冰川的形成或许需要数千年的时间,而它的崩塌却能在短短几年内就能完成。这就是我们最担心的。”

 

海水已经在冰上刻出波纹形的深深的槽,从托滕冰架的边缘延伸到内陆77英里的基地,其深度甚至在海平面两英里以下。上一次托滕冰川融化坍塌成海洋发生在300万年前,整个南极洲西部被全面淹没,全球水位上升了6到9米。

 

要了解这种灾难再次发生的概率需要依靠一系列严谨的超级计算。但南极洲的风、水和冰之间的相互作用才刚刚被纳入全球海平面预测所需考量的因素之列。政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2013年提出的最新报告中,并没有包括关于南极洲冰原融化的任何信息,一部分原因是在当时并没有人详细地了解其中机制,还有一部分原因是当时的计算能力还不够强大。在那时,IPCC做出的预计是到2100年,海平面将上升约1米。

 

但现在,一些科学家认为这个数字应该会翻倍。在2016年《自然》杂志的一篇分析报告中,通过将一些以前被低估的当地冰原动态与全球气候数据结合起来发现,在本世纪结束前,仅因南极洲而增加的水位就能达到1米。

 

 

而这仅仅只是一个开始,科学家对风将如何改变南极洲或其他任何地方一事还有太多的不解。他们说这可能是已经超复杂的用来预测海平面上升的算法中唯一最重要的未知数。一只巴西的蝴蝶翅膀的震颤能否在南大洋上掀起一场大陆范围内的冰原崩塌?或许吧,如果这风是从西边吹来的话。

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